图5.2.7-2 电机制动透平膨胀机结构
图5.2.7-3 油制动透平膨胀机结构
26
图5.2.7-4 增压机制动气体轴承透平膨胀机结构
图5.2.7-5 膨胀机蜗壳形式
a) 单蜗室蜗壳 b)半蜗室蜗壳 c)双蜗室蜗壳
1为固定底盘，2为叶片的转动中心，转动中心与喷嘴叶尖顶端在同一圆周上，当转盘5相对于1转动时，固定在5上的销轴通过连接件及固定在3上的销4使叶片转动，这种喷嘴在调节过程中，喷嘴出口直径始终保持不变。由于叶片相对比较小，习惯上称为小叶片喷嘴。它的特点是气流分布比较好，但结构比较复杂。当然，还有另外一些转动喷嘴的结构，但原理上都不出其左右，这里就不一一介绍了。
图5.2.7-7提供了其他一些转动喷嘴的传动方式，在使用中无论采用哪一种方式，结构简单可靠、调节同步、转动灵活始终是它的最终目标。
27
图5.2.7-6 典型转动喷嘴环型式
a) 带转动叶片组的喷嘴环 b) 带有摇臂的转动叶片组的喷嘴环
图5.2.7-7 转动喷嘴叶片的传动方式
a) 滑槽式 b) 扇形齿式 c) 齿轮式 d) 杠杆式
28
图5.2.7-8提供了国内某台小型膨胀机中使用的固定喷嘴，它的叶片是在喷嘴底盘上直接铣制出来的，采用节流方法来调节制冷量。
图5.2.7-8 固定喷嘴叶片结构
为了使喷嘴能达到良好设计的高效率，除了叶片本身的型线和结构外，在各种工况条件下使喷嘴叶片两端面没有间隙（所谓零泄漏喷嘴）十分重要，一般在喷嘴叶片端面设置一压紧机构机，以保证喷嘴端面没有泄漏，气体不会出现短路。图5.2.7-9提供了机构上的一组弹簧4将喷嘴压盖2压紧，从而使喷嘴1的端面没有间隙，活动的滑圈3靠活塞环5进行密封。工作时喷嘴压盖的压紧力除
受弹簧力外还受到膨胀前后（喷嘴前后）压力 图5.2.7-9 喷嘴压紧机构图 差在滑圈上的作用力。
3）转子：转子是透平膨胀机中转动部分的部件总成，主要有由主轴、叶轮等组成。主轴的一端装有膨胀机叶轮，另一端装有增压机轮或风机叶轮或联轴器等等，绝大多数为带悬臂端的刚性转子（转子的自振频率高于工作转速）。图5.2.7-10为膨胀机的两种典型转子组件图。图a是增压机制动膨胀机的转子组件图，由主轴、膨胀机叶轮、增压机叶轮及固定螺钉组成。图b是电机制动膨胀机的转子组件图，由主轴、膨胀机叶轮、连接齿套、止推环、压块及固定螺钉组成。
主轴是传递功率的零件，它的一端处于低温区，一端处于常温区甚至高温区，工作条件较差，故对于材料的要求比较高，除要有足够的强度，良好的刚性外，还要求材料的导热性差一些，一般多采用合金结构钢作为主轴的材料，比如：40Cr、40CrNi、12CrNi3等等，在两轴承档处采用渗碳处理，增加表面硬度。
29
一种喷嘴压紧机构机的结构。借助一弹性压紧
a)
b)
图5.2.7-10透平膨胀机转子图
高速旋转的膨胀机叶轮是保证膨胀机设计性能的重要部件，同时也是衡量一台膨胀机性能优劣的一个关键部件，不仅应有良好的气动性能，而且应具有足够的机械强度。半开式的径-轴流式叶轮（见图5.2.3-6）具有制造工艺比较简单、结构强度高的优点，对于外径相同的叶轮，它比闭式叶轮能获得更高的圆周速度，因此当前使用非常广泛。对于径-轴流闭式工作轮来说，由于有了轮盖，可以在上面设置密封（如图5.2.7-11），这样就减少了内泄漏损失，能进一步提高透平膨胀机的效率水平，因此闭式工作轮在国内外的许多生产厂家得到了应
图5.2.7-11闭式膨胀机叶轮图
30